中科院科學家研究發現D-body中新組份PIF4及其在協調miRNA和紅光信號傳導途徑中的新功能

近日，中國科學院科學家團隊——分子植物科學卓越創新中心/植物生理生態研究所方玉達研究組的研究成果，以Coordinated regulation of Arabidopsis microRNA biogenesis and red light signaling through Dicer-like 1 and phytochrome-interacting factor 4為題，在線發表在PLoS Genetics上。該研究發現轉錄因子PIF4在黑暗/紅光轉換過程中調控miRNA加工因子DCL1的穩定性，同時PIF4能調控部分miRNA基因的轉錄，在轉錄和加工兩個層面調控成熟miRNA的積累量進而調控紅光介導的植物光形態建成。

在真核生物中，20-30個核苷酸長度的小的非編碼RNA是調控很多生物學過程的關鍵內部信號之一，而紅光作為重要的環境信號之一，調節了植物生長發育的各個方面。目前關於紅光信號與miRNA途徑是否相互協調從而精細地調控植物生長發育及其分子機制知之甚少。

方玉達研究組長期研究植物miRNA合成途徑的細胞生物學基礎，在發現植物細胞核剪切小體（Dicing body）基礎上，在進一步剖析Dicing bodies功能方面取得了系列研究結果。該研究首先鑒定出Dicing body中的一個新組分PIF4，並發現擬南芥miRNA加工複合體成員DCL1/HYL1與轉錄因子PIF4存在直接的相互作用。PIF4是已知光信號途徑重要的轉錄因子，PIF4能夠結合具生物活性的紅光受體phyB從而調控下游基因的表達。研究表明，PIF4能夠結合在部分miRNA基因啟動子上作為轉錄因子起始這些miRNA基因的轉錄。高通量測序實驗表明，與野生型擬南芥相比，miRNA的積累在紅光條件下以及擬南芥PIF4的突變體中發生明顯改變。進一步發現PIF4能在黑暗/紅光轉換條件下調節DCL1蛋白的穩定性。該研究發現miRNA加工因子DCL1和HYL1以及一些成熟的miRNA可以作為正調控因子或者負調因子影響紅光介導的植物光形態建成，證實它們是植物紅光信號傳導過程中的新成員。該研究證明PIF4從轉錄水平和轉錄後加工水平精確地調控miRNA的積累量從而調控植物的光形態建成，把內源miRNA途徑及外源紅光信號途徑緊密聯繫在一起。

論文第一作者為副研究員孫鎮菲。研究工作得到了國家自然科學基金、中科院戰略性先導科技專項（B）的支持。

上海生科院發現D-body中新組份PIF4及其在協調miRNA和紅光信號傳導途徑中的新功能

（來源：中國科學院）

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